Experimentelle Untersuchung von Stahlbetonbalken ohne Bügelbewehrung unter Stoßbelastung

Abstract

Versuche an Stahlbetonbalken ohne Bügel dienen häufig als vereinfachte Grundlage zur darauf aufbauenden numerischen Simulation von Stahlbetonplatten. In diesem Beitrag wird eine experimentelle Studie des Verhaltens von Stahlbetonbalken unter Stoßbelastung vorgestellt. Die Versuche wurden im 11 m hohen Fallturm des Otto‐Mohr‐Laboratoriums der TU Dresden mit zylindrischen Impaktoren von 100 mm Durchmesser durchgeführt, welche mit Druckluft auf Geschwindigkeiten zwischen 2,7 m/s und 25,8 m/s beschleunigt wurden. Die verwendeten Impaktoren wogen 14,22 kg und 21,66 kg. Die Impaktor‐ und Auflagerkräfte, die Balkenverschiebungen und ‐beschleunigungen wurden an ausgewählten Stellen erfasst. Die Sensordaten wurden durch digitale Bildkorrelation (DIC) ergänzt. Die Balken wiesen je nach Aufprallgeschwindigkeit und ‐masse unterschiedliche Versagensarten auf. Scherrisse bildeten sich ab Aufprallgeschwindigkeiten von etwa 11 m/s, was beim leichteren Impaktor einer kinetischen Impaktorenergie von 860 J entspricht. Unter Aufprallgeschwindigkeiten von etwa 22 m/s wurde die Bildung eines Durchstanzkegels in der Nähe des Belastungspunkts beobachtet. Diese Ergebnisse liefern wichtige Erkenntnisse zur Bewertung von Stahlbetonbalken ohne Querkraftbewehrung unter Impaktbelastung. Weiterhin dienen die Ergebnisse der Verbesserung von numerischen Modellen, sodass diese präziser und verlässlicher komplexe Großstrukturen abbilden können.